气球载雷达云雨杂波建模与仿真

第１期

２０１０年２月

雷达科学与技术

ＲａｄａｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

Ｖ０１．８Ｎｏ．１

Ｆｅｂｒｕａｒｙ２０１０气球载雷达云雨杂波建模与仿真

战立晓。汤子跃，朱振波，付莹

（空军雷达学院，湖北武汉４３００１９）

摘要：气球裁雷达升空工作，面临强大的地海杂渡和云雨杂波，尤其当日标处于云雨杂波区时，雷达

的探测性能将受到严重影响。该文主要研究分析气球载雷达的云雨杂波特性。首先建立了气球载雷达云雨杂波的几何模型，然后在分析影响云雨杂波特性的各种因素的基础上，导出了气球载雷达在指定距离门内云雨杂渡模型的表达式，最后通过仿真给出了气球栽雷达云雨杂波的距离方位维杂噪比和距离一多普勒谱特性，其结果可以为气球栽雷达杂渡抑制和信号处理方法的研究提供参考。

关键词：系留气球；雷达；云雨杂波；距离一多普勒谱

中图分类号：ＴＮ９５７；ＴＮ９５９．７４文献标识码：Ａ文章编号：１６７２—２３３７（２０ｌＯ）０１—００１５—０５

ＭｏｄｅｌｉｎｇａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＲａｉｎＣｌｕｔｔｅｒｆｏｒ

ＴｅｔｈｅｒｅｄＡｅｒｏｓｔａｔＢｏｒｎｅＲａｄａｒ

ＺＨＡＮＬｉ—ｘｉａｏ，ＴＡＮＧＺｉ—ｙｕｅ，ＺＨＵＺｈｅｎ－ｂｏ。ＦＵＹｉｎｇ

（ＡｉｒＦｏｒｃｅＲａｄａｒＡｃａｄｅｍｙ，Ｗｕｈａｎ４３００１９．Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｅｔｈｅｒｅｄａｅｒｏｓｔａｔｂｏｒｎｅｒａｄａｒｗｏｒｋｓｉｎｔｈｅａｉｒａｎｄｆａｃｅｓｓｔｒｏｎｇｇｒｏｕｎｄｃｌｕｔｔｅｒ，ｓｅａｃｌｕｔｔｅｒ，ａｎｄｒａｉｎｃｌｕｔｔｅｒ．Ｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｒａｄａｒｗｉｌｌｂｅｃｏｍｅｗｏｒｓｅｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｗｈｅｎｔｈｅｔａｒｇｅｔｉｓｉｎｔｈｅｒａｉｎｃｌｕｔｔｅｒｒｅｇｉｏｎ．Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｒａｉｎｃｌｕｔｔｅｒｆｏｒｔｅｔｈｅｒｅｄａｅｒｏｓｔａｔｂｏｒｎｅｒａｄａｒｉｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｆｉｒｓｔ，ｔｈｅｇｅｏｍｅｔｒｙｍｏｄｅｌｏｆｒａｉｎｃｌｕｔｔｅｒｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｆａｃｔｏｒｓｗｈｉｃｈａｆｆｅｃｔｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｒａｉｎｃｌｕｔｔｅｒ，ｔｈｅｒａｉｎｃｌｕｔｔｅｒ’Ｓｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｃｅｒｔａｉｎｒａｎｇｅｇａｔｅｉｓｔｈｅｎｄｅｒｉｖｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｒａｉｎｃｌｕｔｔｅｒ’Ｓｃｌｕｔｔｅｒ－ｎｏｉｓｅｒａｔｉｏｏｆｒａｎｇｅ－ａｚｉｍｕｔｈａｎｄｒａｎｇｅ－Ｄｏｐｐｌｅｒｓｐｅｃｔｒｕｍａｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｃａｎｂｅｕｓｅｄａｓ

ｔｈｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｃｌｕｔｔｅｒｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎａｎｄｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆｔｅｔｈｅｒｅｄａｅｒｏｓｔａｔｂｏｒｎｅｒａｄａｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｅｔｈｅｒｅｄａｅｒｏｓｔａｔ；ｒａｄａｒ；ｒａｉｎｃｌｕｔｔｅｒ；ｒａｎｇｅ－Ｄｏｐｐｌｅｒｓｐｅｃｔｒｕｍ

１引言

近年来，系留气球载雷达系统以其预警能力强、生存能力强、留空时间长、效费比高、机动性高、可维护性强等诸多优势越来越受到世界各国及各军种的青睐［１－５］。由于气球载雷达升空工作，雷达对低空目标的探测范围变大，其在军事上主要用于重点地区的低空目标防御。对于一个悬浮高度为３０００ｍ的系留气球雷达系统而言，飞行高度为５０ｍ的飞机目标雷达视距限制为２５５ｋｍ，整个雷达的低空覆盖区域约为２０４２８２ｋｍ２，这相当于几部甚至十几部常规地基雷达的覆盖范围。因

收稿日期：２００９—０６—２６；修回日期：２００９—０９—２４此，气球载雷达使用效益是很高的。

但在实际应用中，气球载雷达的探测性能同样受到以云雨杂波为主的气象杂波影响，尤其对于Ｓ，Ｃ和Ｘ波段的雷达，气象杂波对雷达目标探测性能的影响更为严重。因此，有必要对气球载雷达工作模式下的云雨杂波特性进行研究。文献［６—９］对地基雷达的云雨杂波建模和仿真进行了一定的研究，而关于气球载雷达云雨杂波特性的研究国内还未检索到相关文献。本文针对气球载雷达气象杂波中云雨杂波的建模和仿真问题进行研究，目的是更好地认识气球载雷达云雨杂波的特性，以便对其实施更有效的抑制。

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